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Geologia Revista Do Instituto De Geociências - USP Série Científica USP Geol

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Geologia Revista Do Instituto De Geociências - USP Série Científica USP Geol Geologia Revista do Instituto de Geociências - USP Série Científica USP Geol. USP Sér. Cient., São Paulo, v. 3, p. 71-84, agosto 2003 Reavaliação e Novos Dados Geocronológicos (Ar/Ar, Rb/Sr e Sm/Nd) do Batólito Pelotas no Rio Grande do Sul: Implicações Petrogenéticas e Idade de Reativação das Zonas de Cisalhamento Ruy Paulo Philipp1 ([email protected]), Rômulo Machado2, Farid Chemale Jr.1 1Centro de Estudos em Petrologia e Geoquímica - Instituto de Geociências - UFRGS Caixa Postal 15001, CEP 91540-000, Porto Alegre, RS, BRA 2Departamento de Mineralogia e Geotectônica - Instituto de Geociências - USP, São Paulo, SP, BRA Palavras-chave: Batólito Pelotas, geocronologia, petrogênese, zonas de cisalhamento. RESUMO O Batólito Pelotas é constituído por suítes graníticas com idades U/Pb (em zircão, Evaporação e SHRIMP) e Pb/Pb (em zircão, por evaporação) situadas no intervalo de 575 a 633 Ma, com um padrão de idade mais antigo entre 625 e 635 Ma (Suíte Pinheiro Machado) e outro mais novo entre 575 e 600 Ma (Suítes Viamão, Encruzilhada do Sul e Dom Feliciano). As razões 87 86 ε isotópicas Sr /Sr situadas entre 0,7060 a 0,7016, juntamente com valores de Nd fortemente negativos (em geral, entre - 5 a -10) e idades modelos TDM (entre 1600 e 2200 Ma), indicam a predominância de processos de reciclagem de materiais de uma crosta provavelmente Paleoproterozóica (Ciclo Transamazônico). Por outro lado, a presença de magmatismo básico e feições de misturas de magmas nas Suítes Pinheiro Machado, Viamão, Encruzilhada e Dom Feliciano associados com magmatismo alcalino (Sienito Piquiri), com idade Pb/Pb (em zircão, por evaporação) entre 610 e 615 Ma, sugerem também contribuição mantélica na constituição do batólito. As idades Ar/Ar aqui obtidas a partir de rochas miloníticas de zonas de cisalhamento (de baixo e alto ângulo) que afetam o batólito sugerem a existência de um importante evento tectônico ocorrido entre 540 e 530 Ma. Este evento teria sido responsável pela reativação em regime transpressivo de zonas de cisalhamento mais antigas, relacionadas com a colocação das suítes graníticas do batólito, e geração de estruturas-em-flor positiva em vários domínios do mesmo. Esta tectônica parece se articular no espaço e no tempo com a tectônica extensional relacionada com a instalação da Bacia do Camaquã. Keywords: Sul-rio-grandense shield, Pelotas batholith, geochronology, granite petrology, shear zones. ABSTRACT SHRIMP and conventional U-Pb and Pb/Pb evaporation dating of zircon from the Pelotas batholith indicates one group of ages between 625 and 633 Ma for the Pinheiro Machado suite, and another group between 575 and 599 Ma for the Viamão, 87 86 ε Encruzilhada do Sul and Dom Feliciano suites. Sr /Sr isotopic ratios of 0.7060 - 0.7016, Nd values of -5 and –10, and Nd TDM model ages between 2200 and 1600 Ma suggest that the suites were mainly derived by melting of Paleoproterozoic crust formed during the Tranzamazonic Cycle. Basic magmatism and heterogeneous magma mixing in the Pinheiro Machado, Viamão, Encruzilhada do Sul and Dom Feliciano suite and the Piquiri alkaline magmatism, with Pb/Pb zircon evaporation ages between 610 and 615 Ma, suggest that a mantle component also contributed to the formation of the Pelotas batholith. 39Ar/40Ar determinations in micas from mylonitic rocks of high- and low-dip shear zones showed ages between 540 and 530 Ma, which show that important tectonic events occurred after the emplacement of the batholith. This event developed in a tranpressive regime, was responsible for the reactivation of older shear zones, and was probably contemporaneous with the development of the Camaquã basin. - 71 - Ruy Paulo Philipp et al. INTRODUÇÃO No Batólito Pelotas são reconhecidas as suítes graníticas Pinheiro Machado (SPM), Erval (SE), Viamão (SV), Encruzi- lhada do Sul (SES), Cordilheira (SC), Dom Feliciano (SDF) e O Batólito Pelotas, localizado na porção leste do Escudo Piquiri (SP), esta última constituída essencialmente por Sul-Rio-Grandense, é uma das mais expressivas massas sienitos (Philipp, 1998; Philipp et al., 2002a) (Figura 2). Com graníticas (400 km x 100 km) das regiões sul-sudeste do exceção da SPM, que é de composição expandida Brasil (Figura 1). Levantamentos geológicos e geofísicos (granodiorítica a monzogranítica, com tonalitos, dioritos e mostram seu prolongamento para norte, em Santa Catarina, quartzo-dioritos subordinados), as demais são de composi- e para sul, no Uruguai (Shukowsky et al., 1991; Hallinan ção não-expandida (sieno a monzogranítica e álcali-feldspato et al., 1993, Bitencourt e Nardi, 2000). Os dados granítica, com granodiorítica subordinada). São comuns geocronológicos de alta precisão (U/Pb-Convencional e enclaves microgranulares máficos, dioríticos e quartzo- SHRIMP, e Pb/Pb-evaporação) existentes sobre o batólito dioríticos, com feições evidentes de mistura de magmas mostram que a sua constituição ocorreu no intervalo de (básicos e intermediários). Ocorrem ainda corpos básicos cerca de 60 Ma (entre 630 e 570 Ma). Para geração do mapeáveis em escala de semidetalhe, a exemplo das ocor- magmatismo do batólito são disponíveis os seguintes mo- rências de dioritos e gabros das regiões de Pinheiro Macha- delos tectônicos: subducção de litosfera oceânica do, Canguçu e Dom Feliciano (Fragoso Cesar, 1991; Wildner (Figueiredo et al., 1990; Philipp, 1990; Fragoso Cesar, 1991; e Ramgrab, 1994). Estes corpos associam-se geneticamente Philipp et al., 1993; Philipp, 1998; Chemale Jr., 2000), colisão aos granitos das SV e SDF. continental (Hartmann et al., 2000; Philipp e Machado, 2001); fontes mantélicas modificadas durante reativação tardi a A SPM é cálcio-alcalina médio a alto-K, metaluminosa a pós-colisional (Bitencourt & Nardi, 1993 e 2000; Philipp, fracamente peraluminosa. A SP caracteriza-se como uma série 1998; Philipp et al., 2000 e 2002a) com reciclagem crustal e alcalina saturada com forte afinidade shoshonítica. As SV e com magmatismo máfico associado (Philipp et al., 2002a, b). SC mostram tendência de evolução cálcio-alcalina alto-K. Figura 1. Principais unidades geotectônicas do Sul do Brasil e Uruguai. a - Terreno Luis Alves; b - Terreno Florida; 1 - Terreno Taquarembó; 2 - Terreno Rivera, 3 - Terreno Valentines. Modifica- do de Chemale Jr. (2000). - 72 - Reavaliação e Novos Dados Geocronológicos (Ar/Ar, Rb/Sr e Sm/Nd)... Geologia Série Científica USP Figura 2. Mapa geológico do Batólito Pelotas com a distribuição das suítes graníticas e principais zonas de cisalhamento de alto ângulo. Modificado de Philipp et al. (2002a). - 73 - Ruy Paulo Philipp et al. A primeira suíte possui caráter metaluminoso a fracamente biotita, juntamente com a orientação de agregados de cris- peraluminoso e a última, peraluminoso. Os granitos da SES tais de feldspatos e biotita. São descritas também zonas de são alcalinos e metaluminosos. Na SDF predomina compo- cisalhamento dúcteis de baixo ângulo contemporâneas con- sição cálcio-alcalina alto-K, com elevado grau de diferen- tendo lineação de estiramento mineral marcada por cristais ciação. São registradas também nesta suíte manifestações de biotita com caimento baixo para NE e ENE. Os indicado- com tendência alcalina supersaturada metaluminosa e res cinemáticos destas zonas (pares de foliações S-C, peralcalina, representadas por enxames de diques riolíticos enclaves microgranulares assimétricos) sugerem movimen- e pelo Granito Bela Vista (Philipp et al., 1991). Estes enxa- tos de topo para leste (Philipp e Machado, 2001). mes de diques ocorrem principalmente nas regiões de Porto As estruturas D2 e D3 são invariavelmente de alto ângu- Alegre, Mariana Pimentel, Piratini e Pinheiro Machado, e lo e diferem entre si sobretudo pelo nível crustal em que estão associados a diques básicos, com os quais apresen- foram desenvolvidas. As estruturas D foram geradas em tam relações de misturas de magmas (Philipp & Viero, 1995). 2 condições dúcteis (> 10 a 12 km), enquanto as D3, em condi- Este trabalho apresenta uma síntese e reavaliação dos ções rúpteis (< 8 a 10 km). As estruturas D2 possuem orien- dados geocronológicos disponíveis para as suítes graníticas tação N60 - 80oE, com os indicadores cinemáticos (pares de do Batólito Pelotas e septos do embasamento. Estes dados foliações S-C, porfiroclastos assimétricos e bandas de foram obtidos pelos métodos geocronológicos K-Ar, Rb-Sr, cisalhamento discretas) sugerindo em ambos os casos mo- Sm-Nd (TDM), Pb-Pb evaporação (TIMS, em zircão), U-Pb vimentação essencialmente sinistral. Zonas de cisalhamento (SHRIMP e evaporação, em zircões), Ar-Ar (micas) e, recen- dúcteis destrais com orientação N80oE são também descri- temente, Th-U-Pb total por EPMA (monazita). Além disso, tas na porção leste do batólito, nas regiões de Erval e Ayrosa são discutidos novos dados Ar/Ar, Rb-Sr e Sm-Nd obtidos Galvão (Machado et al., 1995). por um dos autores em sua tese de doutoramento (Philipp, As estruturas D2 controlam a colocação de maciços 1998). Os dados Ar/Ar (3 amostras) são oriundos de zonas graníticos das Suítes Viamão e Cordilheira, sendo comum o de cisalhamento de alto e baixo ângulo que afetam rochas desenvolvimento de estruturas magmáticas e tectônicas graníticas do batólito, enquanto os dados Rb/Sr (26 amos- subparalelas aos seus contatos (Gomes, 1990; Philipp, 1990; tras) e Sm/Nd (26 amostras) são provenientes das Suítes Philipp et al., 1993; Fernandes et al., 1990, 1995; Koester, Pinheiro Machado (10), Viamão (6), Encruzilhada do Sul (2) 1995). e Dom Feliciano (8) (Tabela 2). Nesta tabela constam os As estruturas D são caracterizadas
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